CN105036472A - 一种混合化工污水强化生化处理装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种混合化工污水强化生化处理装置，包括依次相连的进水泵、细格栅、调节池、缺氧池、MBR好氧池和出水泵，MBR好氧池中设置有膜组件，MBR好氧池通过膜组件与出水泵连接，出水泵通过反冲洗泵并接有反冲洗水箱，MBR好氧池设置有第一送风组件，缺氧池和MBR好氧池之间设置有好氧池，好氧池设置有第二送风组件，缺氧池与好氧池通过污泥回流泵连接，MBR好氧池通过排泥泵与好氧池和缺氧池并接于排泥口，第一送风组件与第二送风组件并接有鼓风装置。本发明具有结构紧凑、操作简单、自动化程度高、处理效率高等优点。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理领域，具体地说涉及一种混合化工污水强化生化处理装置及其方法。
背景技术
我国是化工产品的主要生产国，排放了大量的化工废水。化工混合污水主要由氯代烃、烷烃类、腈类、酚类、含氮杂环类、有机胺、醇酮醚类、有机酸及酯类、高分子低聚物等构成，属于难生物降解、有毒有害有机物，传统的生物处理工艺很难达到良好的处理效果。
膜生物反应器(MBR)技术是近年来新兴的一种水处理技术，利用微滤膜的截流作用，出水水质稳定且优良。膜生物反应器(MBR)是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水处理技术，由于MBR将传统污水处理的曝气池与二沉池合二为一,并取代了三级处理的全部工艺设施,因此可大幅减少占地面积,节省土建投资。与传统的生化水处理技术相比，MBR具有处理效率高、出水水质好；设备紧凑、占地面积小；易实现自动控制、运行管理简单等特点。并且根据实际需要为了实现对污水中某些高含量污染物的去除，经常将MBR技术与传统水处理工艺相结合，这样会得到更好的处理效果。比如传统“缺氧-好氧”工艺(A/O工艺)与MBR技术相结合，由于MBR的微滤膜不但可实现对大分子污染物的截流，还可实现对细菌的截流，这样世代周期较长的硝化菌就不会外流，从而大大缩短了硝化菌的培养时间，增强了脱氮效果。
虽然“缺氧-好氧”型MBR反应器可实现氨氮、总氮的有效去除，但是对于有机氮含量较高且生化性差的混合化工污水，简单的前置式“缺氧-好氧”MBR反应器工艺表现出一定的局限性。如：对可生化性差的污水处理效果不佳、氨化和硝化作用缓慢、硝化碱度和反硝化碳源不匹配等问题，造成氨化、硝化以及反硝化过程不彻底，出水仍含有一定量的硝酸盐和含氮有机物，出水总氮含量、COD含量不能达标等等问题。
发明内容
本发明的目的是针对混合化工污水特征——难降解、有毒、有害等特点，提供一种结构紧凑、操作简单、可以实现混合化工污水达标排放的化工污水强化生化处理装置及其方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种混合化工污水强化生化处理装置，包括依次相连的进水泵、细格栅、调节池、缺氧池、MBR好氧池和出水泵，所述的MBR好氧池中设置有膜组件，所述的MBR好氧池通过所述的膜组件与所述的出水泵连接，所述的出水泵通过反冲洗泵并接有反冲洗水箱，所述的MBR好氧池设置有第一送风组件，所述的缺氧池和所述的MBR好氧池之间设置有好氧池，所述的好氧池设置有第二送风组件，所述的缺氧池与所述的好氧池通过污泥回流泵连接，所述的MBR好氧池通过排泥泵与所述的好氧池和所述的缺氧池并接于排泥口，所述的第一送风组件与所述的第二送风组件设置有鼓风装置。
进一步的：
所述的鼓风装置优选为同时与所述的第一送风组件和所述的第二送风组件连接的一台鼓风机。
所述的鼓风装置优选为分别与所述的第一送风组件和所述的第二送风组件连接的两台鼓风机。
所述的膜组件优选为浸入式帘式中空纤维膜。
所述的浸入式帘式中空纤维膜材质优选为聚四氟乙烯膜或者聚偏氟乙烯膜。
所述的浸入式帘式中空纤维膜膜丝内径优选为0.7～1.0mm，外径优选为1.5～2.0mm，膜平均孔径优选为0.08～0.40μm，膜组件曝气管孔径优选为3mm。
所述的缺氧池、好氧池、MBR好氧池的有效容积比优选为1～1.3∶1～1.3∶1.3～1.8。
本发明还提供使用上述混合化工污水强化生化处理装置处理化工污水的方法，混合化工污水由进水泵提升后，经细格栅过滤后依次进入调节池、缺氧池、好氧池和MBR好氧池，经膜组件分离后通过出水泵出水，其特征在于控制好氧池内的混合液按照回流比为50％～100％经污泥回流泵回流至缺氧池，MBR好氧池内的混合液按照回流比为30％～60％经排泥泵回流至缺氧池和好氧池，混合化工污水停留时间为：缺氧池10～12h，好氧池10～12h，MBR好氧池16～18h；各个池污泥浓度为：缺氧池2500～4000mg/L，好氧池3500～5500mg/L，MBR好氧池7000～12000mg/L；溶解氧为：缺氧池≤0.5mg/L，好氧池2.0～5.0mg/L，MBR好氧池2.0～6.0mg/L；pH值：缺氧池7.0～8.0，好氧池7.2～7.5，MBR好氧池7.2～7.5。
本发明将MBR技术与传统脱氮除磷工艺有机结合，在不增设构筑物条件下将原有脱氮工艺与MBR联用，形成A/O+O-MBR混合化工污水强化生化处理装置，通过MBR反应器的高污泥浓度提高了对难生化污水降解BOD、去除COD的效率，而且充分利用MBR反应器内的高溶解氧，进行短程硝化和反硝化反应，提高活性污泥对氨氮和总氮的去除效率，同时利用MBR微滤膜对悬浮物的良好截流作用，实现泥水分离功能，确保出水稳定达标。本发明解决了混合化工污水难降解、脱氮效率不稳定，无法满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准的要求。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明解决了混合化工污水难降解、脱氮效率不稳定的难题，化工污水经处理后COD小于46.57mg/L，NH4 +-N小于4.51mg/L，TN小于11.79mg/L，满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A的要求；
2、本发明将MBR技术与传统脱氮除磷工艺有机结合，在不增设构筑物条件下将原有脱氮工艺与MBR联用，通过MBR反应器的高污泥浓度提高了对难生化污水降解BOD(生化需氧量)、去除COD(化学需氧量)的效率，COD平均去除率在77.78％以上，NH4 +-N平均去除率在80.95％以上，TN平均去除率在62.82％以上；
3、采用MBR反应器，充分利用MBR反应器内的高溶解氧，进行短程硝化和反硝化反应，提高活性污泥对氨氮和总氮的去除效率，同时利用MBR微滤膜对悬浮物的良好截流作用，实现泥水分离功能。
附图说明
图1为本发明的混合化工污水强化生化处理装置示意图。图中进水泵1、细格栅2、调节池3、缺氧池4、好氧池5、MBR好氧池6、膜组件7、出水泵8、反冲洗泵9、反冲洗水箱10、鼓风机11、污泥回流泵12、污泥泵13、第一送风组件14、第二送风组件15。
图2为混合化工污水强化生化处理装置稳定运行期间的污染物去除功效。混合化工污水强化生化处理装置在实际进水波动较大的情况下，维持了高效稳定的污染物去除能力。当进水COD、NH4 +-N、TN分别在855～998、40～49、80～90mg/L时，各主要污染物平均去除率分别为COD77.78％(图2A)，NH4 +-N80.95％(图2B)，TN62.82％(图2C)，出水平均值分别为COD46.57mg/L，NH4 +-N4.51mg/L，TN11.79mg/L，满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A要求，实现稳定达标排放。
具体实施方式
下面结合附图和具体实例，进一步阐述本发明。实施例仅用于对本发明进行说明，并不构成对权利要求范围的限制，本领域技术人员可以想到的其他替代手段，均在本发明权利要求范围内。
如图1所示：一种混合化工污水强化生化处理装置，包括依次相连的进水泵1、细格栅2、调节池3、缺氧池4、MBR好氧池6和出水泵8，MBR好氧池6中设置有膜组件7，MBR好氧池6通过膜组件7与出水泵8连接，出水泵8通过反冲洗泵9并接有反冲洗水箱10，MBR好氧池6设置有第一送风组件14，缺氧池4和MBR好氧池6之间设置有好氧池5，好氧池5设置有第二送风组件15，缺氧池4与好氧池5通过污泥回流泵12连接，MBR好氧池6通过排泥泵13与好氧池5和缺氧池4并接于排泥口，第一送风组件与第二送风组件设置有鼓风机11。
利用该装置处理混合化工污水的工艺流程为：混合化工污水由进水泵1提升后，经细格栅2过滤后依次进入调节池3、缺氧池4、好氧池5和MBR好氧池6，经膜组件7膜分离后通过出水泵8出水，控制好氧池5内的混合液按照回流比为50％～100％经污泥回流泵12回流至缺氧池4，MBR好氧池6内的混合液按照回流比为30％～60％经排泥泵13回流至缺氧池4和好氧池5，污泥泥龄均大于30天；混合化工污水停留时间为：缺氧池10～12h，好氧池10～12h，MBR好氧池16～18h；各个池污泥浓度为：缺氧池2500～4000mg/L，好氧池3500～5500mg/L，MBR好氧池7000～12000mg/L；溶解氧为：缺氧池≤0.5mg/L，好氧池2.0～5.0mg/L，MBR好氧池2.0～6.0mg/L；pH值：缺氧池7.0～8.0，好氧池7.2～7.5，MBR好氧池7.2～7.5。
实施例
研究试验以某大型集团公司化工污水处理厂的集水均质池污水为进水条件，以混合化工污水强化生化处理装置为研究对象，通过控制不同试验条件，最终找到合理有效的混合化工污水强化生化处理技术。
(1)实验在某大型集团公司化工污水处理厂进行，该实验设计并安装中试规模装置(2.5m3/h，如图1)。装置进水为化工污水处理厂的集水均质池污水，具体水质指标见表1。实验工艺流程如图1，混合化工污水强化生化处理工艺流程为：污水由进水泵1提升后，经细格栅2过滤后进入调节池3，再进入缺氧池4，接着进入好氧池5，最后进入MBR好氧池6，经膜分离后出水，并可根据工艺运行调整回流污泥的回流比。在MBR好氧池6中设有中空纤维微滤膜组件7，其参数见表2，工艺主要运行参数见表3。实验装置配备一套PLC自动化控制系统以及在线监测参数采集系统。
表1中试实验装置进、出水水质
| 水质指标 | COD(mg/L) | BOD5(mg/L) | NH4 +-N(mg/L) | TN(mg/L) |
| 进水 | 855～998 | 149～289 | 40～49 | 80～90 |
| 进水平均值 | 945.1 | 204 | 45.5 | 85.3 |
| 出水要求* | 50 | 10 | 5(8) | 15 |
*出水为《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准要求。
表2膜组件及参数
表3混合化工污水强化生化处理装置工艺运行参数
(2)混合化工污水强化生化处理装置稳定运行情况
混合化工污水强化生化处理装置稳定运行期间的污染物去除高效稳定(见图2)，各主要污染物平均去除率分别为COD77.78％，NH4 +-N80.95％，TN62.82％，出水平均值分别为COD46.57mg/L，NH4 +-N4.51mg/L，TN11.79mg/L，满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A要求。
Claims (8)
1.一种混合化工污水强化生化处理装置，包括依次相连的进水泵、细格栅、调节池、缺氧池、MBR好氧池和出水泵，所述的MBR好氧池中设置有膜组件，所述的MBR好氧池通过所述的膜组件与所述的出水泵连接，所述的出水泵通过反冲洗泵并接有反冲洗水箱，所述的MBR好氧池设置有第一送风组件，其特征在于所述的缺氧池和所述的MBR好氧池之间设置有好氧池，所述的好氧池设置有第二送风组件，所述的缺氧池与所述的好氧池通过污泥回流泵连接，所述的MBR好氧池通过排泥泵与所述的好氧池和所述的缺氧池并接于排泥口，所述的第一送风组件与所述的第二送风组件设置有鼓风装置。
2.根据权利要求1所述的混合化工污水强化生化处理装置，其特征在于所述的鼓风装置为同时与所述的第一送风组件和所述的第二送风组件连接的一台鼓风机。
3.根据权利要求1所述的混合化工污水强化生化处理装置，其特征在于所述的鼓风装置为分别与所述的第一送风组件和所述的第二送风组件连接的两台鼓风机。
4.根据权利要求1所述的混合化工污水强化生化处理装置，其特征在于所述的膜组件为浸入式帘式中空纤维膜。
5.根据权利要求4所述的混合化工污水强化生化处理装置，其特征在于所述的浸入式帘式中空纤维膜材质为聚四氟乙烯膜或者聚偏氟乙烯膜。
6.根据权利要求4所述的混合化工污水强化生化处理装置，其特征在于所述的浸入式帘式中空纤维膜膜丝内径为0.7～1.0mm，外径为1.5～2.0mm，膜平均孔径为0.08～0.40μm，膜组件曝气管孔径为3mm。
7.根据权利要求1所述的混合化工污水强化生化处理装置，其特征在于所述的缺氧池、所述的好氧池和所述的MBR好氧池的有效容积比为1～1.3∶1～1.3∶1.3～1.8。
8.使用权利要求1所述的混合化工污水强化生化处理装置处理化工污水的方法，混合化工污水由进水泵提升后，经细格栅过滤后依次进入调节池、缺氧池、好氧池和MBR好氧池，经膜组件分离后通过出水泵出水，其特征在于控制好氧池内的混合液按照回流比为50％～100％经污泥回流泵回流至缺氧池，MBR好氧池内的混合液按照回流比为30％～60％经排泥泵回流至缺氧池和好氧池，混合化工污水停留时间为：缺氧池10～12h，好氧池10～12h，MBR好氧池16～18h；各个池污泥浓度为：缺氧池2500～4000mg/L，好氧池3500～5500mg/L，MBR好氧池7000～12000mg/L；溶解氧为：缺氧池≤0.5mg/L，好氧池2.0～5.0mg/L，MBR好氧池2.0～6.0mg/L；pH值：缺氧池7.0～8.0，好氧池7.2～7.5，MBR好氧池7.2～7.5。
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